Лазерная обработка металлов - Курсовая работа

Создание лазеров привело ко второму рождению научной и технической оптики и развитию совершенно новых отраслей промышленности. Лазеры находят разнообразное применение в технологии обработки материалов, становятся частью многих специализированных информационных систем, используются в научных исследованиях, медицине, военной технике. По сравнению, с механической резкой, обработка металлов лазером позволяет значительно сэкономить на металле, уходящем в отвал.Лазер - источник электромагнитного излучения, видимого инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов, основанный на вынужденном излучении атомов и молекул. Слово «лазер» составлено из начальных букв слов английской фразы «Light amplification by stimylated Emission of Radiation» - что означает «усиление света в результате вынужденного излучения». Во время мощных вспышек, а тем более во время непрерывной работы лазера, стержень активного вещества сильно нагревается и его приходится охлаждать. При помощи оптической системы могут осуществляться также визуальный контроль положения обрабатываемого объекта относительно луча, наблюдение за ходом процесса обработки и оценка его результата. Наиболее эффективно применять лазеры для сварки конструкций в труднодоступных местах, при соединении легкодеформируемых деталей, в условиях интенсивного теплоотвода (например, для материалов с высокой теплопроводностью, при низких температурах и т. д.), а также в тех случаях, когда надо обеспечить минимальную зону термического влияния.Видимое, а также ближнее инфракрасное и ультрафиолетовое лазерное излучение представляет из себя существенную опасность для глаз, так как это излучение хорошо фокусируется хрусталиком на сетчатке глаза. Лазеры, излучающие вне видимого диапазона, представляют особую опасность в связи с тем, что человеческий глаз неспособен определить местоположение луча. Однако лазеры с достаточно большой длиной волны излучения (1,5 мкм) не проходят через внешние оболочки глаза и при малой мощности опасности не представляют. Также многие виды излучения свободно проходят препятствия из оптически непрозрачных материалов (излучение на частотах 1-50ТГЦ проходит через лавсановую пластинку, в то время как для оптического и ИК излучения она является непрозрачной). По степени опасности генерируемого излучения для обслуживающего персонала лазеры подразделяются на четыре класса: · Класс 1.С точки зрения безопасности труда шум и вибрация - одни из наиболее распространенных вредных производственных факторов на производстве, которые при определенных условиях могут выступать как опасные производственные факторы. При встрече звуковой энергии с ограждением часть ее проходит через ограждение, часть ее отражается, часть - превращается в тепловую энергию, часть - излучается колеблющейся преградой, и часть - превращается в корпусной звук, распространяющийся внутри ограждения в помещении. Профилактические меры по защите от вибраций заключаются в уменьшении их в источнике образования и на пути распространения, а также в применении индивидуальных средств защиты, проведении санитарных и организационных мероприятий. В качестве средств защиты от вибрации при работе с механизированным инструментом применяют антивибрационные рукавицы и специальную обувь. Защита от СВЧ излучений кроме экранирования самих источников может быть обеспечена поглощающими нагрузками, экранированием рабочих мест и применением индивидуальных средств защиты.Для освещения принять газоразрядные лампы. Определение расстояния между светильниками: L = 1,5Нр, при отношении L/Hp достигается наибольшая равномерность освещения. ? - коэффициент, зависящий от индекса помещения и коэффициентов отражения светового потока от стен (Rc), потолка (Rп) и пола (Rp). Определение светового потока одной лампы осуществляется по формуле: Fл = (300•375•1,3) ? (22•0,46) = 12524, 7 лм, где EH = 300 лк определяется по разряду работы по СНИП II-4-79. При использовании естественных заземлителей требуемое сопротивление искусственного заземлителя Rи определяется по формуле: где Re - сопротивление растеканию тока естественных заземлителей, Ом; Rи - требуемое сопротивление искусственного заземлителя, Ом; Rз - расчетное нормированное сопротивление ЗУ, Ом;Разнообразие возможных процессов обработки и разнообразие обрабатываемых материалов (включая материалы, которые вообще не поддаются механической обработке); Селективность (избирательность) воздействия, когда обрабатываются лишь определенные участки поверхности, а соседние участки не подвергаются при этом каким-либо воздействиям; В данной работе были обобщены современные представления о лазерной сварке металлов и сплавов на основе сопоставления с традиционными способами сварки, что позволило установить области эффективного использования лазерного излучения при изготовлении сварных соединений и конструкций.

Лазер является одним из наиболее интересных научно-технических достижений XX века. Создание лазеров привело ко второму рождению научной и технической оптики и развитию совершенно новых отраслей промышленности.

Лазеры находят разнообразное применение в технологии обработки материалов, становятся частью многих специализированных информационных систем, используются в научных исследованиях, медицине, военной технике. В обозримом будущем лазерные технология, связь, химия и энергетика должны привести к революционным преобразованиям в этих областях.

Обработка металлов лазером - самый технологичный и выгодный способ раскроя практически любого типа материала. В отличие от других технологий раскроя лазерная резка практически не наносит ущерба металлу, так что в большинстве случаев он не требует дальнейшей обработки.

По сравнению, с механической резкой, обработка металлов лазером позволяет значительно сэкономить на металле, уходящем в отвал. Специальные программы в составе программного обеспечения лазерного станка подскажут резчику наиболее экономичный способ изготовления продукции их заготовок.

Следует отметить, что обработка металла лазером применяется не только в машиностроении или станкостроении, строительстве и других сферах промышленности. Лазер используется и для изготовления декоративных элементов и хрупких деталей, использующихся для украшения зданий, сооружений и даже внутренних помещений.

В данной курсовой работе будет подробно рассмотрен такой технологический процесс, как лазерная обработка металлов, изучены его особенности и основные классификации, определены источники возможных опасных и вредных производственных факторов.

Основными преимуществами лазерной обработки материалов является: 1. Разнообразие возможных процессов обработки и разнообразие обрабатываемых материалов (включая материалы, которые вообще не поддаются механической обработке);

2. Высокая скорость выполнения операций по обработке материала;

3. Возможность автоматизации операций и, как следствие (с учетом предыдущего пункта), существенное повышение производительности труда;

4. Высокое качество обработки (прочность сварных швов, гладкость срезов, отсутствие загрязнений обрабатываемой поверхности);

5. Селективность (избирательность) воздействия, когда обрабатываются лишь определенные участки поверхности, а соседние участки не подвергаются при этом каким-либо воздействиям;

6. Осуществление дистанционной обработки материала;

7. Выполнение ряда уникальных операций, в том числе контрольных операций.

В данной работе были обобщены современные представления о лазерной сварке металлов и сплавов на основе сопоставления с традиционными способами сварки, что позволило установить области эффективного использования лазерного излучения при изготовлении сварных соединений и конструкций.

Размещено на